工控軟件及其應(yīng)用課程的教學(xué)改革探索*

◆黃艷巖 鐘紹俊 許素安 富雅瓊

工控軟件及其應(yīng)用課程的教學(xué)改革探索*

◆黃艷巖 鐘紹俊 許素安 富雅瓊

工控軟件及其應(yīng)用是中國(guó)計(jì)量大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)的一門必修課，以力控組態(tài)軟件為例進(jìn)行講解，實(shí)踐性較強(qiáng)，不能以教授理論課程的方式教授該門課程。對(duì)該課程從教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、教師隊(duì)伍建設(shè)三個(gè)方面進(jìn)行相關(guān)的改革與探索，并取得一定的效果。

工控軟件及其應(yīng)用；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)；教師隊(duì)伍

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.14.098

1　引言

自動(dòng)化專業(yè)是中國(guó)計(jì)量大學(xué)最早設(shè)立的專業(yè)之一。為避免同類工科專業(yè)人才同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，解決人才培養(yǎng)的定位與特色問題，本專業(yè)根據(jù)教育部通用專業(yè)規(guī)劃，秉承學(xué)?！坝?jì)量、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)”的辦學(xué)特色，依托質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫行業(yè)背景，逐步形成以自動(dòng)控制為主，計(jì)量檢測(cè)和優(yōu)化管理為輔，“計(jì)控管一體化”的專業(yè)教育特色。工控軟件及其應(yīng)用是中國(guó)計(jì)量大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)的一門必修課，以力控組態(tài)軟件為例進(jìn)行講解，實(shí)踐性較強(qiáng)，不能以教授理論課程的方式教授該門課程。為此，對(duì)該門課程進(jìn)行教學(xué)改革的相關(guān)探索。

2　教學(xué)改革內(nèi)容

教學(xué)方法改革

1）引入Forcecontrol，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。Forcecontrol中有很多針對(duì)過程控制的策略控制、圖形動(dòng)畫和可視化動(dòng)態(tài)仿真界面。應(yīng)用該軟件，可以進(jìn)行PID、模糊控制等多種控制方案的編程，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視控制。Forcecontrol是通過組態(tài)形式，直觀易懂，容易上手，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極主動(dòng)地投入學(xué)習(xí)中。

2）以項(xiàng)目為導(dǎo)向，圍繞工程應(yīng)用中的真實(shí)問題進(jìn)行講解。圍繞工程應(yīng)用中典型測(cè)控系統(tǒng)，精心設(shè)計(jì)各種項(xiàng)目，每種項(xiàng)目包括工藝流程圖、數(shù)據(jù)采集、顯示（界面動(dòng)畫等）、控制、報(bào)警、數(shù)據(jù)保存、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表打印等功能。將課程與實(shí)際項(xiàng)目結(jié)合，便于學(xué)生理解，并且學(xué)以致用。

3）邀請(qǐng)企業(yè)為學(xué)生開展相關(guān)講座，與企業(yè)開展聯(lián)合認(rèn)證。為增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和理論知識(shí)的運(yùn)用能力，進(jìn)一步深化教學(xué)方式的改革，課程組邀請(qǐng)和利時(shí)集團(tuán)培訓(xùn)中心的教師開展相關(guān)講座，主要包括工控軟件在電力及石化等行業(yè)的典型應(yīng)用。通過講座，開拓學(xué)生的視野，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。

另外，與北京三維力控科技有限公司聯(lián)合開展力控軟件工程師認(rèn)證。學(xué)有余力的學(xué)生可以自愿報(bào)名參加。通過項(xiàng)目考核的形式，對(duì)成績(jī)合格的學(xué)生將會(huì)由該公司頒發(fā)力控軟件工程師認(rèn)證證書。

4）仿真實(shí)驗(yàn)+實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)綜合能力。開發(fā)的實(shí)驗(yàn)包括仿真和實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的情況，用軟件編程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的仿真，掌握工控軟件基本功能。實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的過程控制裝置及智能儀表進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)真實(shí)對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控（比如采用模糊控制方法控制鍋爐溫度、水箱液位、管道流量等）。這樣，學(xué)生對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)就有了較為直觀的感受。

5）改革考核方法，提高教學(xué)質(zhì)量。由于工控軟件及其應(yīng)用是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課，為改變學(xué)生普遍“重理論、輕實(shí)踐”的學(xué)習(xí)現(xiàn)象，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，在考試中加大對(duì)動(dòng)手能力考核的比重，并注重強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程的重要性。目前采用筆試成績(jī)+上機(jī)成績(jī)+平時(shí)成績(jī)的考核方式，將上機(jī)設(shè)計(jì)成績(jī)占總成績(jī)比例增加到25%左右，提高了學(xué)生上機(jī)的熱情和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考評(píng)，體現(xiàn)了一定的公平性、靈活性、客觀性。另外，根據(jù)幾年的教學(xué)累計(jì)，本課程建立了試卷庫(kù)，期末考試從試卷庫(kù)抽取試題。

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)改革 本課程有一半學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，為更好地增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，建設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，主要包括以下功能。

1）實(shí)驗(yàn)管理智能化。根據(jù)教學(xué)需要，開發(fā)實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)，教師可以對(duì)實(shí)踐教學(xué)和設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行管理。在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)教學(xué)的基本數(shù)據(jù)、學(xué)生信息和實(shí)驗(yàn)室開放信息等進(jìn)行操作，儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)與學(xué)校對(duì)接，直接進(jìn)行儀器設(shè)備的信息更新、大型儀器的管理和實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的申報(bào)，提高了工作效率。

2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)化。學(xué)生通過網(wǎng)站上的實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介、相關(guān)實(shí)驗(yàn)的圖片了解實(shí)驗(yàn)室基本情況，在教學(xué)資源欄目里獲取豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，通過課程網(wǎng)站進(jìn)行預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備、下載訓(xùn)練內(nèi)容和相關(guān)應(yīng)用軟件。教師還設(shè)計(jì)制作出適合開放教學(xué)的基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體系列課件，包括PPT課件、視頻課件、Flash自主播放型課件、網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)軟件等。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)與學(xué)生開展互動(dòng)交流，并可以在線解答學(xué)生的疑問，為學(xué)生提供更多的渠道進(jìn)行學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。

3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)化。由于該課程以軟件的使用為目標(biāo)，日常課時(shí)包含一多半的上機(jī)學(xué)時(shí)，理論學(xué)時(shí)較少。為此，利用學(xué)校提供的BB網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為學(xué)生提供多種形式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。在這個(gè)平臺(tái)上，涵蓋了該課程相關(guān)的全部信息，如課程PPT、上機(jī)指導(dǎo)等，學(xué)生通過該平臺(tái)可以在網(wǎng)上與教師展開交流、咨詢答疑等。通過現(xiàn)代教學(xué)手段的采用，節(jié)約了課堂教學(xué)時(shí)間，使課堂教學(xué)更加豐富多彩，課堂教學(xué)的信息量大大增加。特別是通過網(wǎng)上輔導(dǎo)答疑，教師能動(dòng)態(tài)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)程和教學(xué)內(nèi)容。多數(shù)學(xué)生比較喜歡目前的這種教學(xué)模式，教學(xué)效果大大增強(qiáng)。

教師隊(duì)伍建設(shè)

1）完善制度保障，鼓勵(lì)教師從事教學(xué)工作。在現(xiàn)有教學(xué)管理機(jī)制基礎(chǔ)上，從教師培訓(xùn)、交流互通、人才激勵(lì)、教學(xué)過程評(píng)價(jià)、持續(xù)改進(jìn)等方面制定新機(jī)制，激發(fā)教學(xué)工作熱情，吸引優(yōu)秀教師加入教學(xué)隊(duì)伍，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與方法改革。建立完善的職稱培養(yǎng)目標(biāo)體系，多種措施鼓勵(lì)教師積極參與各類教學(xué)和科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)教師發(fā)表教學(xué)和科研論文，增強(qiáng)教職工提升職稱的動(dòng)力和信心。建立完善的師資培訓(xùn)培養(yǎng)制度，抓緊做好青年教師的培養(yǎng)和提高工作，制定年度青年教師培養(yǎng)目標(biāo)，鼓勵(lì)青年教師提升學(xué)位，鼓勵(lì)青年教師參加各種學(xué)習(xí)培訓(xùn)。

2）優(yōu)化隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。從專業(yè)、學(xué)歷、職稱、年齡等方面優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，并通過校企人才交流互通機(jī)制，以聯(lián)合開課、合作實(shí)施實(shí)踐教學(xué)、聯(lián)合申報(bào)項(xiàng)目等多種形式，聘請(qǐng)企業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)和管理人員擔(dān)任兼職教師。定期組織教師進(jìn)入企業(yè)，輪崗培訓(xùn)，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提高工程實(shí)踐素質(zhì)，提高教學(xué)隊(duì)伍的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

通過落實(shí)與國(guó)外高?；ピL機(jī)制，著重選拔中青年教師出國(guó)深造，密切追蹤國(guó)外實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方法改革趨勢(shì)。重點(diǎn)資助中青年教師參與國(guó)內(nèi)外教學(xué)、學(xué)術(shù)活動(dòng)，每位教師至少參加一次國(guó)內(nèi)交流活動(dòng)，增強(qiáng)與教育機(jī)構(gòu)聯(lián)系，鼓勵(lì)在各類教學(xué)團(tuán)體中任職。

通過資深教授指導(dǎo)青年教師開課，定期舉行青年教師各種教學(xué)方面的比賽，如多媒體課件比賽、講課比賽、教師技能比賽等，活躍教學(xué)思想，增加教師的責(zé)任感，幫助青年教師迅速成長(zhǎng)。

3　結(jié)語

中國(guó)計(jì)量大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)依托“控制科學(xué)與工程”一級(jí)學(xué)科、“儀器科學(xué)與技術(shù)”浙江省重中之重學(xué)科，2003年獲批碩士學(xué)位授予權(quán)，2005年入選浙江省重點(diǎn)學(xué)科，2010年獲批控制工程領(lǐng)域?qū)I(yè)碩士授予權(quán)，其定位是工程研究應(yīng)用型。“工控軟件及其應(yīng)用”作為一門專業(yè)課，課程內(nèi)容廣泛，包含許多工控理論知識(shí)和軟硬件產(chǎn)品知識(shí)，不能以教授理論課程的方式教授該門課程。本文從教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、教師隊(duì)伍建設(shè)三個(gè)方面進(jìn)行相關(guān)的改革與探索，并取得一定的效果?！?/p>

［1］宋雅靜，王書平.MCGS工控組態(tài)軟件課程教學(xué)探討［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（20）：177.

［2］雷鈞.組態(tài)軟件課程教學(xué)方法研究［J］.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010，29（9）：111-112.

［3］楊云飛.基于項(xiàng)目教學(xué)法的組態(tài)軟件課程教學(xué)改革與探索［J］.江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，17（2）：80-82.

［4］張冬敏.高校課程設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題與對(duì)策研究［J］.改革與開放，2009（9）：172-173.

G642.0

B

1671-489X（2016）14-0098-02

中國(guó)計(jì)量大學(xué)2013年度校立教改項(xiàng)目（HEX2013058）。

作者：黃艷巖，中國(guó)計(jì)量大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授，研究方向?yàn)闇囟瓤刂婆c計(jì)量；鐘紹俊、許素安、富雅瓊，中國(guó)計(jì)量大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院（310018）。